JPS58198978A - 撮像光学系 - Google Patents

撮像光学系

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JPS58198978A
JPS58198978A JP57081412A JP8141282A JPS58198978A JP S58198978 A JPS58198978 A JP S58198978A JP 57081412 A JP57081412 A JP 57081412A JP 8141282 A JP8141282 A JP 8141282A JP S58198978 A JPS58198978 A JP S58198978A
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light
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正典 佐藤
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長原　脩策
Kenji Takahashi
健二 高橋
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    • G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • H04N23/12—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮像光学系、特にドツト状色分解フィルタケ有
するカラービデオカメラの光学系に関するものである。
はじめにストライブ状色分解フィルタで発生する擬信号
とその抑圧について述べる。
従来の単管式カラー撮儂管では、ストライプ状色分解フ
ィルタが用いられる。第１図（ａＪにストライプ状色分
解フィルタの従来例を示す。このフィルタはＲＧＢ３原
色エリなり、色は水平方向にのみ変調されている。した
がってストライプ状色分解フィルタを用い′Ｃ，ｖｉ１
合、水平方向の空間周波数と色分解フィルタのくり返し
ピッチとのビートにより色の擬信号が発生する。次に色
の擬信号の発生について説明する。第１図（ｂ）に伯）
に示した色分解フィルタのくり返しと同じピッチでくり
返す空間周波数？持つ黒白のストライブを示す。この黒
白のストライブ’ｔ　（ａ）に示したフィルタで撮像す
ると、Ｈの部分に常に大きな出力があり、ＧとＢには小
さな出力が出る。このため実際には白黒のストライブで
あるにもかかわらず、モニター上では赤の色が着く。こ
のＲ信号は擬信号で、色モワレと呼ばれ、画質を著しく
劣化筋せる。
従来、これらの擬信号を除く方法として水晶板等のｇｔ
屈折板を用いた空間周波数フィルタが用いられている。
これは上述したような色分解フィルタのピッチとビート
ラ起こす空間周波数を制限するものである。水晶フィル
タのレスポンス関数Ｒ（ｆ）は（１）式で与えられる。
ここでｆは空間周波数、ｆＯはトラップ周波数であり水
晶板の厚み等で可変である。
・　さらに、他の空間周波数フィルタとして複数の複屈
折板を用いた方式が実公昭４７−１８６８９に提案され
ている。筐た煩数の複屈折板間に１７４波長板を配置す
るものが特公昭５１−１４０３３に示嘔れている。
これら従来の方法は、撮像管等に用いられるストライプ
状色分解フィルタのように色が水平方向のみにＫｆ１４
しである場合の色の擬信号抑圧には充分の効果を有する
。
しめ・シ、固体撮像索子は限られた画素数で解儂度を高
くシ、カっ色モワレを少なくする目的でドツト状色分解
フィルタを用い、色を水平および垂直方向に変調するこ
とが行なわれている。
以下、第２図のドツト状色分解フィルタを用いて色が水
平および垂直方向に変調されていることを示し、上述の
空間周波数フィルタでは擬信号が抑圧できない理由を述
べる。第２図の例では色分解フィルタはホワイトＷ、イ
エローＹ０、シアンＣＹおよびＧからなっている。これ
らより赤信号Ｒおよび青信号Ｂの復調演ｗを次に示す。
Ｒ＝Ｗ＋Ｙ、−Ｃｙ　−Ｇ　　・・・・・・・・・　（
２）Ｂ”Ｗ＋Ｃｙ　　Ｙ−Ｇ　　・・・・・・・・・　
（３）（２）に示す凡の復調演算を第２図に示す色フィ
ルタの配置に対応させて考えると、ＷとＹ、の斜め方向
に配置された２つの信号の和よりＣｙとＧのこれも斜め
方向に配置された信号の和を減算することになる。これ
より、色信号の復調演１１Ｆｉ水平および垂直の両方向
より行うことになる。
したがって色復調演算に関し、擬信号には色分解フィル
タの水平方向くり返しピッチと水平方向空間周波数のビ
ートさらに垂直方向くり返しピッチと垂直方向空間周波
数のビートの２成分が存在する。このため前述の水平方
向等の一方向のみに対する９間周波数フィルタでは一方
向の擬信号抑圧効果のみ得られるだけである。
以上の点よりドツト状色分解フィルタを用いた撮像素子
の擬信号抑圧のために新しい構成の空間周波数フィルタ
が望１れていた。
本発明の目的はドツト状色分解フィルタを有する撮像光
学系で発生する擬信号全抑圧する空間周波数フィルタを
提供することにある。
本発明は、水平および垂直の両方向にフィルタ特性を持
たせ、擬信号を発生させる水平および垂直の空間周波数
を抑えるものである。このために空間周波数フィルタの
方向（すなわち複屈折板の像のすれる方向）が異なるよ
うに設置した複数枚の複屈折板の間に、１７４波長板ま
たは旋光板等の光学板を配する構成を取る。
以下、本発明の実施例を第３図を用いて説明する。構成
は複屈折板１と２をその像のずれ方向が異なるように配
置しその間に１／４波長板３を設置するものである。
はじめに複屈折板について第３図を用いて説明する。複
屈折板１に自然光が入射光４として入射した場合、この
光は光軸に垂直に振動する直線偏光（正常光５）と光軸
に平行に振動する直線偏光（異常光６）の２つに分かれ
る。複屈折板１の屈折率は正常光５と異常光６に対して
異なり、図に示すように２つの光路に分力為れ２重像と
なる。
ここで上記の正常光と異常光は偏光面が直交する２つの
直線偏光であり、自然光に対しては異常光と正常光の光
の強度比はｌ：１となる。これは、自然光が各方向を向
いた直線偏光の集まりだからである。
次に１７４波長板について説明する。１７４波長板は光
をほぼ１７４波長７’２け遅延させるプラスチック等で
つくられた光学板である。この１７４波長板は直線偏光
を楕円偏光に変換する。直線偏光の伽動面が１／４波長
板の主要面となす角度を特とする特にθ＝４５　の時は
楕円偏光の特別な場合として円偏光となる。第３図にお
いて、直線偏光である正常光５と異常光６は１／４ｖ長
板３にエリ互いに９０　位相の異なる２つの円偏光５′
と６′に変換される。
円偏光に対し複屈折板は、自然光に対すると等価の作用
をする。したがって円偏光５′は複屈折板２によりおの
おの強度の等しい正常光７と異常光８に分かれる。円偏
光６′に対しても同様に正常光９と異常光１０に分かれ
、像は各点強度の等しい４重像となる。第３図ではレン
ズ系１１と撮像素子１２の間に複屈折板と１７４波長板
を設置し比例を示したが、複屈折板および１／４波長板
は撮像素子の前ならば撮像光路のどの位置に設置しても
効果に変わりはない。第４図にこの４重像の模式図を示
す。図中の距離Ｃおよびｄは複屈折板１または２による
２重像のずれ距離であり、複屈折板の厚さにより決まる
値である。角度αは複屈折板１と２の像のずれ方向の角
度であり、本実施例の場合はｔＸぼ９０　である。４重
ｆ＃Ｆｉ各点強度の等しい長方形で、水平および垂直の
各方向に対して対称性が良い。
この時の空間周波数に対するフィルタ特性は水平および
垂直の各方向で（１）式に示し念ものである。
１ トラップ周波数ｆｏは、像のずれ距離Ｃおよびｄにより
決する。本実施例の色フィルタは第２図に示したもので
あり、横方向ピッチ２３μｍ、縦方向ピッチ１３．５μ
ｍである。ここで、一つの色、たとえばＷに着目すると
、くり返しはそれぞれ横お工び縦方向のピッチの２倍と
なっており水平方向の絖み出しはクロック周波数７．１
６ＭＨ：ｌで行なっているので各色のくり返し周波数は
その半分の３．５８ＭＨ２となる。したがって空間周波
数３．５８ＭＨ２（約２８０ＴＶ本）付近が、色の蒙信
号となって低域へ混入する。垂直方向には５２５ＴＶ不
付近の空間周波数が色の棲信号となり低減へ混入する。
これらの色の擬信号を抑圧するためには水平方向３．５
８ＭＨ２（約２８０ＴＶ本）および垂直力向５２　Ｓ　
ＴＶ本付近の空間周波数を抑える必要がるる。そのため
には２枚の複屈折板を像のずれる距離み２３μｍおよび
１３．５μｍとなる厚ざすなわちそれぞれ約３．９ｍ、
２．３ｓａｍとし、前者の像ずれ方向を水平方向に、後
者の像ずれ方向を垂直方向に散り、その間に１７４波長
板を設置する。　　　　　１ 以上、−例としてドツト状色分解フィルタの擬信号抑圧
について述べたが、これは、他のドツト状色分解フィル
タあるいはストライブ状色分解フィルタの場合も色が水
平および垂直方向に変調されている時発生する。
擬信号抑圧に対して、大きな効果を有する。
次に一般的な空間周波数フィルタの設計方法の例を示す
。はじめに擬信号を発生させる空間周波数を調べる簡単
な方法を示す。第５図はゾーンプレートでありこのパタ
ーンは同心円か各方向に中心からの距離に反比例したピ
ッチで描かれ、外側はど高い空間周波数を持つ。このパ
ターンを実際に撮像すればどの方向にどの周波数で擬信
号が発生する力１わかる。たとえば、第６図に擬信号の
例を示す。図ではわかり千すくするため第１象限のみを
示した。他の象限は対称形である。図中Ａ、　Ｂが豐信
号であり、図中ｆ、が擬信号を発生する水平方向空間周
波数の値、ｆｖが垂直方向空間周波数の値である。空間
周波数フィルタの特性としては水平方向のｆｌＩ′Ｊ？
工び垂直方向ｆ”ｖ付近の空間周波数の値をトラップす
る。ここでトラップ周波数ｋ　ｆ　ｔｘおよびｆｖにす
るためには第４図に示した像のすれ距４ｃおよびｄすな
わち複屈折の厚さ１に調整すればよい。
次に１／４波長板の〃・ねりに旋光板を用いた実施例に
ついて述べる。旋光板は光の偏向面を回転させる作用會
する。可視光の偏光面υ１ぼ４５゜回転妊せる旋光板を
用いた例を第７図に示す。構成は像のずれ方向をほぼ９
０’ずらせた２枚の複屈折板１と２の間に旋光板１３を
設置する。複屈折板ｌにより入射光４は正常光５と異常
光６に分かれる。この両者は伽動面が直交する直婦偏光
である。この偏光面を旋光板１３によりｌ’ｌ理４５６
回転させた光１５′と１６”ｉｉ複屈折板２に入射し各
点の強度の等しい４重像を結ばせる。４重像は第４図に
ホしたものとなり、距離Ｃおよび距離ｄは複屈折板１お
よび２の厚さにより決まり、第４図の角度αは、旋光板
による偏光面の回転角および、複屈折板１と２の角度に
エリ変化する。実施例では旋光板による偏光面の回転角
を４５′″とし、複屈折板１と２による像のずれ方向の
角度をは４重像を各点強度の等しい長刀形とし空間周波
数フィルタの対称性を良くするためである。この時、空
間鳩波数フィルタの特性は１７４波長板を用いた実施例
と等しく、水平方向の壕のずれ距離により水平方向のト
ラップ周波数が決まり、垂直方向のすれ距離により垂１
ｈ方向のトラップ周波数が決する。
次に、偏光解消板を用いた場合の実施例を説明する。偏
光解消板は白色光または広い波長幅を有する入射光に対
して、波長幅によって決まる可干渉長以上に大きな位相
差を与える複屈接素子である。この偏光解消板のはたら
きは、偏光の解消であり、複屈折板等で直線偏光した自
然光を偏光していない状態にもどす。この偏光解消板を
複数の仲屈折板間に酋げば１／４波長板、および旋光板
を設置したと等価の効果を得られる。
本発明によれば、擬信号を発生する水平および垂直方向
の空間周波数をトラップ特性で大幅に抑圧でき、擬信号
を抑えるのに大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例で（ａ）はストライプ状色分解フィルタ
例、（ｂ）は黒白のストライプのパターン例である。第
２図は従来のドツト状色分解フィルタ例である。第３図
は本発明に関する空間周波数フィルタの構成図の１実施
例であり、第４図は空間周波数フィルタによる４重像で
ある。第５図はゾーンプレートであり、第６図はそれを
撮像した時発生する擬イ８号の例である。第７図は空間
周波数フィルタの構成図である。 １．２・・・複屈折板、３・・・１７４波長板、４・・
・入射光、５・・・正常光、６・・・異常光、５′、６
′・・・円偏光、７．９・・・正常光、８．１０・・・
異常光、１１・・・レンズ系、１２・・・撮像素子、１
３・・・旋光板。 代理人　弁理士　薄田利辛 ＩＥｒ図 （１） 第　　２　　図 ￥１３　図 ￥、４　　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、撮像光路に複数の複屈折板を該各複屈折板の像のず
    れる方向が各々異なる方向に置き上記の複屈折板の間に
    偏光面の方向を変える性質を有する板を置くことよりな
    る撮像光学系。 ２、撮像光路に複数の複屈折板？該各複屈折板の像のす
    れる方向が各々異なる方向に置き上記の複屈折板の間に
    偏光の特性を変える性質を有する板を置くことよりなる
    撮像光学系。
JP57081412A 1982-05-17 1982-05-17 撮像光学系 Expired - Lifetime JPH0620316B2 (ja)

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JP57081412A JPH0620316B2 (ja) 1982-05-17 1982-05-17 撮像光学系
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